Deformation-dependent electrode impedance of ionic electromechanically active polymers

Elektromehaaniliselt aktiivsed materjalid on polümeeridel põhinevad mitmekihilised komposiitmaterjalid, mis muudavad oma välist kuju, kui neid elektriliselt stimuleerida; tihti nimetatakse neid ka tehislihasteks. Taolistest materjalidest valmistatud täiturid pakkuvad huvi nii mikrolaborseadmetes kui ka loodust matkivas robootikas, sest võimaldavad luua keerukaid ülipisikesi ajameid. Võrreldes tavapäraste elektrimootoritega võimaldavad EAP-d (elektromehaaniliselt aktiivsed polümeerid) helitut liigutust ning neid saab lõigata konkreetse rakenduse jaoks sobivasse suurusesse. EAP-d jagunevad kahte põhiklassi: elektron- ja ioon-EAP. Doktoritöös käsitletakse kahte erinevat ioon-EAP materjali, kus mehaaniline koste on tingitud ioonide ümberpaigutumisest kolmekihilises komposiitmaterjalis. Kuna EAP-de elektromehaanilised omadused sõltuvad lisaks sisendpinge amplituudile ja sagedusele ka tugevasti ümbritseva keskkonna parameetritest (nt niiskus ja temperatuur), siis on nendest materjalidest loodud täiturite juhtimiseks tarvilik kasutada tagasisidet. Täiendav tagasisideallikas võib oma omaduste tõttu aga vähendada EAP-de rakendusvõimalusi ning seetõttu on eesmärgiks luua n-ö isetundlik EAP ajam, mis funktsioneerib samaaegselt nii täituri kui ka liigutusandurina. Doktoritööd esitatakse uuritud materjalide elektroodi impedantsi ja deformatsiooni vaheline seos ning kirjeldatakse vastav elektriline mudel. Eraldamaks andursignaali täituri sisendpingest pakutakse välja elektroodikihi piires täituri ja anduri elektriline eraldamine. Loobudes ainult elektroodimaterjalist säilitab polümeerkarkass täituri ja anduri mehaanilise ühendatuse – seega taolises süsteemis järgib sensor täituri kuju, kuigi need on elektriliselt lahti sidestatud. Elektroodimaterjali valikuliseks eemaldamiseks kasutatakse mitmeid erinevaid meetodeid (freesimine, laserablatsioon jne) ning ühtlasi uuritakse nende kasutusmugavust ja protsessi mõju kogu komposiitmaterjalile.

Author

• Kruusamäe, Karl

• elektroaktiivsed polümeerid
• elektroodprotsesside keemia
• electroactive polymers
• chemistry of electrode processes

Identifier

hdl:10062/28066

OAI identifier oai:identifier

oai:dspace.ut.ee:10062/28066